NipGeihou's blog
NipGeihou
2022-10-13
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二层 - 数据链路层

# 基本概念

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数据链路层负责通过一条链路从一个结点向另一个物理链路直接相连的相邻结点传送数据报。

结点： 主机、路由器

链路： 网络中两个结点之间的物理通道，链路的传输介质主要有双绞线、光纤和微波。分为有线链路、无线链路。

数据链路： 网络中两个结点之间的逻辑通道，把实现控制数据传输协议的硬件和软件加到链路上就构成数据链路。

帧： 链路层的协议数据单元，封装网络层数据报。

# 功能概述

数据链路层在物理层提供服务的基础上向网络层提供服务，其最基本的服务是将源自网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。其主要作用是加强物理层传输原始比特流的功能，将物理层提供的可能出错的物理连接改造成为逻辑上无差错的数据链路，使之对网络层表现为一条无差错的链路。

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功能一：为网络层提供服务。无确认无连接服务，有确认无连接服务，有确认面向连接服务。

功能二：链路管理，即连接的建立、维持、释放（用于面向连接的服务）。

功能三：组帧。

功能四：流量控制。

功能五：差错控制（帧错 / 位错）

# 基本问题 - 封装成帧

封装成帧就是在一段数据的前后部分添加首部和尾部，这样就构成了一个帧。接收端在收到物理层上交的比特流后，就能根据首部和尾部的标记，从收到的比特流中识别帧的开始和结束。

首部和尾部包含许多的控制信息，他们的一个重要作用：帧定界（确定帧的界限）。

帧同步：接收方应当能从接收到的二进制比特流中区分出顿的起始和终止。

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组帧的四种方法：

  1. 字符计数法
  2. 字符（节）填充法
  3. 零比特填充法
  4. 违规编码法

# 基本问题 - 透明传输

透明传输是指不管所传数据是什么样的比特组合，都应当能够在链路上传送。因此，链路层就 “看不见” 有什么妨碍数据传输的东西。

当所传数据中的比特组合恰巧与某一个控制信息完全一样时，就必须采取适当的措施，使收方不会将这样的数据误认为是某种控制信息。这样才能保证数据链路层的传输是透明的。

# 字符计数法

帧首部使用一个计数字段（第一个字节，八位）来标明帧内字符数。

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不够可靠，如果计数字段出差，则会出现问题。

# 字符（节）填充法

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  1. 当传送的帧是由文本文件组成时（文本文件的字符都是从键盘上输入的，都是 ASCII 码）。不管从键盘上输入什么字符都可以放在帧里传过去，即透明传输。
  2. 当传送的帧是由非 ASCII 码的文本文件组成时（二进制代码的程序或图像等）。就要采用字符填充方法实现透明传输。

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笔记

填充的 ESC 类似于字符串中 "\"" 的转义字符

# 零比特填充法

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操作:

  1. 在发送端，扫描整个信息字段，只要连续 5 个 1, 就立即填入 1 个 0。
  2. 在接收端收到一个帧时，先找到标志字段确定边界，再用硬件对比特流进行扫描。发现连续 5 个 1 时，就把后面的 0 删除。

保证了透明传输：在传送的比特流中可以传送任意比特组合、而不会引起对帧边界的判断错误。

# 违规编码法

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可以用 “高 - 高”，“低 - 低” 来定界帧的起始和终止。

由于字节计数法中 Count 字段的脆弱性（其值若有差错将导致灾难性后果）及字符填充实现上的复杂性和不兼容性，目前较普遍使用的帧同步法是比特填充和违规编码法。

# 差错控制 - 检错编码

# 奇偶校验码

  • n−1 位信息元
  • 1 位校验元

特点：

  • 检错能力 50%

# CRC 循环冗余码⭐️

# 基本问题 - 流量控制（差错控制）

控制发送速率，使接收方有足够的缓冲空间来接收每一个帧。

较高的发送速度和较低的接收能力的不匹配，会造成传输出错，因此流量控制也是数据链路层的一项重要工作。

数据链路层的流量控制是点对点的，而传输层的流量控制是端到端的。

数据链路层流量控制手段：接收方收不下就不回复确认。

传输层流量控制手段：接收端给发送端一个窗口公告。

# 停止 - 等待协议

特殊的滑动窗口，发送窗口大小 = 1，接收窗口大小 = 1。

# 无差错情况

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# 有差错情况

情况一：数据帧丢失或检测到帧出错

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  1. 发完一个帧后，必须保留它的副本。
  2. 数据帧和确认帧必须编号。

情况二：ACK 丢失

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情况三：ACK 迟到

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# 性能分析

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# 滑动窗口协议

滑动窗口解决：

  • 流量控制：收不下就不给确认，想发也发不了
  • 可靠传输：发送方自动重传

# 后退 N 帧协议（GBN）

发送窗口大小 > 1，接收窗口大小 = 1

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# GBN 发送方必须响应的三件事

  1. 上层的调用

    上层要发送数据时，发送方先检查发送窗口是否已满，如果未满，则产生一个帧并将其发送；如果窗口已满，发送方只需将数据返回给上层，暗示上层窗口已满。上层等一会再发送。(实际实现中，发送方可以缓存这些数据，窗口不满时再发送帧)。

  2. 收到了一个 ACK

    GBN 协议中，对 n 号帧的确认采用累积确认的方式，标明接收方已经收到 n 号帧和它之前的全部帧。

  3. 超时事件

    协议的名字为后退 N 帧 / 回退 N 帧，来源于出现丢失和时延过长帧时发送方的行为。就像在停等协议中一样，定时器将再次用于恢复数据帧或确认帧的丢失。如果出现超时，发送方重传所有已发送但未被确认的帧。

# GBN 接收方要做的事

如果正确收到 n 号帧，并且按序，那么接收方为 n 帧发送一个 ACK，并将该帧中的数据部分交付给上层。

其余情况都丢弃帧，并为最近按序接收的帧重新发送 ACK。接收方无需缓存任何失序帧，只需要维护一个信息： expectedseqnum (下一个按序接收的帧序号)。

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笔记

接收方已收到 1、2、，下一个收到 4、5，接收方会丢弃 4、5，直至接收到 3。

# 总结

  1. 累积确认 (偶尔捎带确认)

  2. 接收方只按顺序接收帧，不按序无情丢弃

  3. 确认序列号最大的、按序到达的帧

  4. 发送窗口最大为 2^n-1，接收窗口大小为 1

# 习题

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# GBN 性能分析

优点： 因连续发送数据帧而提高了信道利用率

缺点： 在重传时必须把原来已经正确传送的数据帧重传，是传送效率降低。

# 选择重传协议（Selective Repeat，SR）

发送窗口大小 > 1，接收窗口大小 > 1

# SR 发送方必须响应的三件事

  1. 上层的调用

    从上层收到数据后，SR 发送方检查下一个可用于该帧的序号，如果序号位于发送窗口内，则发送数据帧；否则就像 GBN 一样，要么将数据缓存，要么返回给上层之后再传输。

  2. 收到了一个 ACK

    如果收到 ACK，加入该帧序号在窗口内，则 SR 发送方将那个被确认的帧标记为已接收。如果该帧序号是窗口的下界（最左边第一个窗口对应的序号），则窗口向前移动到具有最小序号的未确认顿处。如果窗口移动了并且有序号在窗口内的未发送帧，则发送这些帧。

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  1. 超时事件

    每个帧都有自己的定时器，一个超时事件发生后只重传一个帧。

# SR 接收方要做的事

来者不拒 (窗口内的帧)

SR 接收方将确认一个正确接收的帧而不管其是否按序。失序的帧将被缓存，并返回给发送方一个该帧的确认帧 **【收谁确认谁】，直到所有帧（即序号更小的帧）皆被收到为止，这时才可以将一批帧按序交付给上层，然后向前移动滑动窗口 **。

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如果收到了窗口序号外（小于窗口下界）的帧，就返回一个 ACK。

其他情况，就忽略该帧。

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# 滑动窗口长度

发送窗口最好等于接收窗口。（大了会溢出，小了没意义）

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# 总结
  1. 对数据帧逐一确认，收一个确认一个
  2. 只重传出错帧
  3. 接收方有缓存
# 习题

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# 信道利用率

发送方在一个发送周期内，有效地发送数据所需要的时间占整个发送周期的比率。

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信道吞吐率 = 信道利用率 * 发送方的发送速率

例题： 一个信道的数据传输率为 4kb/s，单向传播时延为 30ms，如果使停止 - 等待协议的信道最大利用率达到 80% 要求的数据帧长度至少为（）

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# 信道划分介质访问控制

# 传输数据使用的两种链路

# 点对点链路

两个相邻节点通过一个链路相连，没有第三者。

应用：PPP 协议，常用于广域网。

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# 广播式链路

所有主机共享通信介质。

应用：早期的总线以太网、无线局域网，常用于局域网。

典型拓扑结构：总线型、星型（逻辑总线型）

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# 介质访问控制

含义：采取一定的措施，使得两对节点之间的通信不会发生互相干扰的情况。

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# 静态划分 - 信道划分介质访问控制

信道划分介质访问控制：将使用介质的每个设备与来自同一信道上的其他设备的通信隔离开，把时域和频域资源合理地分配给网络上的设备。

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# 频分多路复用 FDM

类似于操作系统中的 “并行”

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用户在分配到一定的频带后，在通信过程中自始至终都占用这个频带。频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽（频率带宽）资源。

充分利用传输介质带宽，系统效率较高；由于技术比较成熟，实现也比较容易。

# 时分多路复用 TDM

类似于操作系统中的 “并发”

将时间划分为一段段等长的时分复用帧（TDM 帧）。每一个时分复用的用户在每一个 TDM 帧中占用固定序号的时隙，所有用户轮流占用信道。

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# 统计时分复用 STDM

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每一个 STDM 帧中的时隙数小于连接在集中器上的用户数。各用户有了数据就随时发往集中器的输入缓存，然后集中器按顺序依次扫描输入缓存，把缓存中的输入数据放入 STDM 帧中，一个 STDM 帧满了就发出。STDM 帧不是固定分配时隙，而是按需动态分配时隙。

# 波分多路复用 WDM

波分多路复用就是光的频分多路复用，在一根光纤中传输多种不同波长（频率）的光信号，由于波长（频率）不同，所以各路光信号互不干扰，最后再用波长分解复用器将各路波长分解出来。

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# 码分多路复用 CDM

** 码分多址 (CDMA)** 是码分复用的一种方式。

1 个比特分为多个码片 / 芯片 (chip)，每一个站点被指定一个唯一的 m 位的芯片序列。发送 1 时站点发送芯片序列，发送 0 时发送芯片序列反码 (通常把 0 写成 - 1)

如何不打架：多个站点同时发送数据的时候，要求各个站点芯片序列（相互正交）。

如何合并：各路数据在信道中被线性相加。

如何分离：合并的数据和源站规格化内积。

# 动态分配

# 随机访问介质访问控制
# 纯 ALOHA 协议

纯 ALOHA 协议思想：不监听信道，不按时间槽发送，随机重发。想发就发

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冲突如何检测？

如果发生冲突，接收方在就会检测出差错，然后不予确认，发送方在一定时间内收不到就判断发生冲突。

冲突如何解决？

超时后等一随机时间再重传。

# 局域网 - 主要要素

# 基本概念

局域网 (Local Area Network) ：简称 LAN，是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组，使用广播信道。

特点 1：覆盖的地理范围较小，只在一个相对独立的局部范围内联，如一座或集中的建筑群内。

特点 2：使用专门铺设的传输介质（双绞线、同轴电缆）进行联网，数据传输速率高 (10Mb/s~10Gb/s)。

特点 3：通信延迟时间短，误码率低，可靠性较高。

特点 4：各站为平等关系，共享传输信道。

特点 5：多采用分布式控制和广播式通信，能进行广播和组播。

决定局域网的主要要素为：网络拓扑、传输介质、介质访问控制方法。

# 拓扑结构

# 星型拓扑

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中心节点是控制中心，任意两个节点间的通信最多只需两步，传输速度快，并且网络构形简单、建网容易、便于控制和管理。

缺点：网络可靠性低，网络共享能力差，有单点故障问题。

# 总线型拓扑⭐️

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网络可靠性高、网络节点间响应速度快、共享资源能力强、设备投入量少、成本低、安装使用方便，当某个工作站节点出现故障时，对整个网络系统影响小。（最常用）

# 环型拓扑

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系统中通信设备和线路比较节省。有单点故障问题；由于环路是封闭的，所以不便于扩充，系统响应延时长，且信息传输效率相对较低。

# 树型拓扑

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易于拓展，易于隔离故障，也容易有单点故障。

# 传输介质

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# 介质访问控制方法

  1. CSMA/CD 常用于总线型局域网，也用于树型网络

  2. 令牌总线 常用于总线型局域网，也用于树型网络

    它是把总线型或树型网络中的各个工作站按一定顺序如按接口地址大小排列形成一个逻辑环。只有令牌持有者才能控制总线，才有发送信息的权力。

  3. 令牌环 用于环形局域网，如令牌环网

# 局域网 - 分类

  1. 以太网

    以太网是应用最为广泛的局域网，包括标准以太网 (10Mbps)、快速以太网 (100Mbps)、千兆以太网 (1000 Mbps) 和 10G 以太网，它们都符合 IEEE802.3 系列标准规范。逻辑拓扑总线型，物理拓扑是星型或拓展星型。使用 CSMA/CD.

  2. 令牌环网

    物理上采用了星形拓扑结构，逻辑上是环形拓扑结构。已是 “明日黄花”

  3. FDDI 网 (Fiber Distributed Data Interface)

    物理上采用了双环拓扑结构，逻辑上是环形拓扑结构。

  4. ATM 网 (Asynchronous Transfer Mode)

    较新型的单元交换技术，使用 53 字节固定长度的单元进行交换。

  5. 无线局域网 (Wireless Local Area Network; WLAN)

    采用 IEEE 802.11 标准。

IEEE 802.11标准

IEEE 802 系列标准是 IEEE 802 LAN/MAN 标准委员会制定的局域网、城域网技术标准 (1980 年 2 月成立)。其中最广泛使用的有以太网、令牌环、无线局域网等。这一系列标准中的每一个子标准都由委员会中的一个专门工作组负责。

# 以太网

# 概述

以太网 (Ethernet) 指的是由施乐 (Xerox) 公司创建并由 Xerox、Intel 和 DEC 公司联合开发的基带总线局域网规范，是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。以太网络使用 CSMA/CD (载波监听多路访问及冲突检测) 技术。

以太网在局域网各种技术中占统治性地位:

  1. 造价低廉

  2. 是应用最广泛的局域网技术；

  3. 比令牌环网、ATM 网便宜，简单；

  4. 满足网络速率要求：10Mb/s~10Gb/s.

# 两个标准

  1. DIX Ethernet V2 ：第一个局域网产品 (以太网) 规约。

  2. IEEE 802.3 ：IEEE 802 委员会 802.3 工作组制定的第一个 IEEE 的以太网标准。(帧格式有一丢丢改动)

通常不严格区分两者，混称 “以太网”，严格意义来说 1 才是以太网。

# 无连接、不可靠的服务

  • 无连接：发送方和接收方之间无 “握手过程”。

  • 不可靠：不对发送方的数据帧编号，接收方不向发送方进行确认，差错帧直接丢弃，差错纠正由高层负责。

笔记

  • 以太网只实现无差错接收，不实现可靠传输。
  • 有别于传输层的可靠传输，这里只保证接收的数据无差错，不保证丢包。

# 传输介质与拓扑结构的发展

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使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网，各站共享逻辑上的总线，使用的还是 CSMA/CD 协议。

以太网拓扑：逻辑上总线型，物理上星型。

# 10BASE-T 以太网

10BASE-T 是传送基带信号的双绞线以太网，T 表示采用双绞线，现 10BASE-T 采用的是无屏蔽双绞线 (UTP) ，传输速率是 10Mb/s。

物理上采用星型拓扑，逻辑上总线型，每段双绞线最长为 100m。·

采用曼彻斯特编码。

采用 CSMA/CD 介质访问控制。

# MAC 层

# 适配器与 MAC 地址

计算机与外界有局域网的连接是通过通信适配器的。

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网络接口板

网络接口卡 NIC (network interface card)

适配器上装有处理器和存储器（包括 RAM 和 ROM），ROM 上有计算机硬件地址 MAC 地址。

在局域网中，硬件地址又称为物理地址，或 MAC 地址。【实际上是标识符】

MAC地址

每个适配器有一个全球唯一的 48 位二进制地址，前 24 位代表厂家 (由 IEEE 规定)，后 24 位厂家自己指定。常用 6 个十六进制数表示，如 02-60-8c-e4-b1-21

# MAC 帧的格式

最常用的 MAC 帧是以太网 v2 的格式。

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# 高速以太网

速率≥100Mb/s 的以太网称为高速以太网。

# 100BASE-T 以太网

在双绞线上传送 100Mb/s 基带信号的星型拓扑以太网，仍使用 IEEE802.3 的 CSMA/CD 协议。

支持全双工和半双工，可在全双工方式下工作而无冲突。

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# 吉比特以太网

在光纤或双绞线上传送 1Gb/s 信号。

支持全双工和半双工，可在全双工方式下工作而无冲突。

# 10 吉比特

10 吉比特以太网在光纤上传送 10Gb/s 信号。

只支持全双工，无争用问题。

# 无线局域网

IEEE 802.11 是 无线局域网（Wireless Local Area Network，简称 WLAN） 通用的标准，它是由 IEEE 所定义的无线网络通信的标准。

Wi-Fi等同于WLAN吗？

WLAN 的定义有广义和狭义两种：

  • 广义上讲 WLAN 是以各种无线电波（如激光、红外线等）的无线信道来代替有线局域网中的部分或全部传输介质所构成的网络；
  • WLAN 的狭义定义是基于 IEEE 802.11 系列标准，利用高频无线射频（如 2.4GHz 或 5GHz 频段的无线电磁波）作为传输介质的无线局域网。

按照广义上的定义，Wi-Fi 只是 WLAN 的其中一种实现，因此不能等同，而在狭义上讲，不严谨的说 Wi-Fi 等同于 WLAN。

参考：什么是 WLAN？WLAN 和 Wi-Fi 有什么不同？ - 华为 (opens new window)

# 802.11 的 MAC 帧头格式

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4 种帧类型

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# 分类

# 有固定基础设施无线局域网

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笔记

服务集标识符（Service Set Identifier，SSID）即为俗称的 WIFI 名。

# 无固定基础设施无线局域网的自组织网络

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场景：掌机游戏联机模式

# 虚拟局域网（VLAN）

# 传统局域网的局限

  • 缺乏流量隔离：即使把组流量局域化道一个单一交换机中，广播流量仍会跨越整个机构网络（ARP, RIP、 DHCP 协议）
  • 管理用户不便：如果一个主机在不同组间移动，必须改变物理布线，连接到新的交换机上。
  • 路由器成本较高：局域网内使用很多路由器花销较大。

# 基本概念

虚拟局域网 (Virtual Local Area Network，VLAN) 是一种将局域网内的设备划分成与物理位置无关的逻辑组的技术，这些逻辑组有某些共同的需求。每个 VLAN 是一个单独的广播域 / 不同的子网。

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# VLAN 实现

# 基于接口的 VLAN 技术

更常用

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# 基于 MAC 地址的 VLAN 技术

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# IEEE 802.1Q 帧

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VLAN 标记的前两个字节 (16 位) 表明是 IEEE 802.1Q 帧，接下来 4 位没用，后面 12 位是 VLAN 标识符 VID，唯一表示了该以太网帧属于哪个 VLAN。

  • VID 的取值范围为 0~4095，但 0 和 4095 都不用来表示 VLAN，因此用于表示 VLAN 的有效 VID 取值范围为 1~4094。
  • IEEE 802.1Q 帧是由交换机来处理的，而不是由用户主机来处理的。（即主机和交换机之间只交换普通的以太网帧)

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  • 假定 A 向 B 发送帧，交换机 1 根据帧首部的目的 MAC 地址，识别 B 属于本交换机管理的 VLAN-10，因此就像在普通以太网中那样直接转发帧。

  • 假定 A 向 E 发送帧，交换机 1 必须把帧转发到交换机 2，但在转发前，要插入 VLAN 标签，否则交换机 2 不知道应把帧转发给哪个 VLAN。因此在交换机端口之间的链路上传送的帧是 802.1Q 帧。交换机 2 在向 E 转发帧之前，要拿走已插入的 VLAN 标签，因此 E 收到的帧是 A 发送的标准以太网帧。

  • 如果 A 向 C 发送帧，因为这是在不同网络之间的通信，虽然 A 和 C 都连接到同一个交换机，但是它们已经处在不同的网络中 (VLAN-10 和 VLAN-20)，需要通过上层的路由器来解决，也可以在交换机中嵌入专用芯片来进行转发，这样就在交换机中实现了第 3 层的转发功能。

虚拟局域网只是局域网给用户提供的一种服务，并不是一种新型局域网。

# 广域网

# 基本概念

广域网 (Wide Area Network，WAN) ，通常跨接很大的物理范围，所覆盖的范围从几十公里到几千公里，它能连接多个城市或国家，或横跨几个洲并能提供远距离通信，形成国际性的远程网络。

广域网的通信子网主要使用分组交换技术。广域网的通信子网可以利用公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网，它将分布在不同地区的局域网或计算机系统互连起来，达到资源共享的目的。如因特网 (Internet) 是世界范围内最大的广域网。

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广域网和局域网的区别

从层次上考虑，广域网和局域网的区别很大，因为局域网使用的协议主要在数据链路层（还有少量在物理层），而广域网使用的协议主要在网络层。

# PPP 协议

点对点协议 PPP（Point-to-Point Protocol）是目前使用最广泛的数据链路层协议，用户使用拨号电话接入因特网时一般都使用 PPP 协议。只支持全双工链路。

# 应满足的要求

  • 简单：对于链路层的帧，无需纠错，无需序号，无需流量控制。
  • 封装成帧：帧定界符透明传输 与帧定界符一样比特组合的数据应该如何处理：异步线路用字节填充，同步线路用比特填充。
  • 多种网络层协议：封装的 IP 数据报可以采用多种协议。
  • 多种类型链路：串行 / 并行，同步 / 异步，电 / 光....
  • 差错检测：错就丢弃。
  • 检测连接状态：链路是否正常工作。
  • 最大传送单元：数据部分最大长度 MTU.
  • 网络层地址协商：知道通信双方的网络层地址。
  • 数据压缩协商

# 无需满足的要求

交由上层解决

  • 纠错
  • 流量控制
  • 序号
  • 不支持多点线路

# 三个组成部分

  1. 链路控制协议 (LCP)。一种扩展链路控制协议，用于建立、配置、测试和管理数据链路。
  2. 网络控制协议 (NCP)。PPP 协议允许同时采用多种网络层协议，每个不同的网络层协议要用一个相应的 NCP 来配置，为网络层协议建立和配置逻辑连接。
  3. 一个将 IP 数据报封装到串行链路的方法。IP 数据报在 PPP 帧中就是其信息部分，这个信息部分的长度受最大传送单元 (MTU) 的限制。

# 帧格式

面向字节

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# HDLC 协议

todo

# 链路层设备

# 网桥

# 基本概念

网桥根据 MAC 帧的目的地址对帧进行转发和过滤。当网桥收到一个帧时，并不向所有接口转发此帧，而是先检查此帧的目的 MAC 地址，然后再确定将该顿转发到哪一个接口，或者是把它丢弃（即过滤）。

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网段

一般指一个计算机网络中使用同一物理层设备（传输介质，中继器，集线器等）能够直接通讯的那一部分。

note 冲突域

在计算机网络中，冲突域 (Collision Domain) 指的是网络中在同一时间只允许一台主机发送数据的区域。简单来说，就是网络中互相干扰的范围。

具体来说有以下几点:

  1. 当两台或两台以上计算机同时发送数据包时，就会产生冲突。
  2. 冲突域中的主机都感知不到其他主机发送的数据，只有在发送期间发生冲突才能感知。
  3. 冲突域内的所有主机共享同一传输媒介。
  4. 典型的冲突域是总线拓扑网络，如范例中的以太网。
  5. 为了减少冲突，需要增加冲突域大小。典型的做法是通过交换机或集线器来增加冲突域大小。

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网桥优点:

  1. 过滤通信量，增大吞吐量。

  2. 扩大了物理范围

  3. 提高了可靠性。

  4. 可互连不同物理层、不同 MAC 子层和不同速率的以太网。

# 网桥分类 - 透明网桥

“透明” 指以太网上的站点并不知道所发送的帧将经过哪几个网桥，是一种即插即用设备 —— 自学习。

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  • A 向 B 发帧，会在其网段中广播
    • B 收到帧，成功接收
    • 网桥 1 收到帧，并记录 A 在接口 1，并通过接口 2 广播
    • 网桥 2 收到帧，并记录 A 在接口 1，并通过接口 2 广播
  • F 向 C 发帧，会在其网段中广播
    • 网桥 2 收到帧，并记录 F 在接口 2，并通过接口 1 广播
    • C 收到帧，成功接收
    • 网桥 1 收到帧，并记录 F 在接口 2，并通过接口 1 广播
  • B 向 A 发帧，会在其网段中广播
    • A 收到帧，成功接收
    • 网桥 1 收到帧，通过转发表知 A 在接口 1，与收到帧接口相同，丢弃，无需转发

# 网桥分类 - 原路由网桥

原路由网桥：在发送帧时，把详细的最佳路由信息（路由最少 / 时间最短）放在帧的首部中。

方法：源站以广播方式向欲通信的目的站发送一个发现帧

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# 多端口网桥 - 以太网交换机

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# 交换方式 - 直通式交换机

查完目的地址（6B）就立刻转发。

优点：延迟小

缺点：可靠性低，无法支持具有不同速率的端口的交换。

# 交换方式 - 存储转发式交换机

将帧放入高速缓存，并检查否正确，正确则转发，错误则丢弃。

优点：可靠性高，可以支持具有不同速率的端口的交换。

缺点：延迟大

# 自学习能力

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  • A 向 B 发帧
    • 交换机收到帧，并记录 A 在接口 1，并转发到接口 2、3、4
    • B 收到帧，成功接收
  • B 向 A 发帧
    • 交换机收到帧，并记录 B 在接口 2，从转发表可知 A 在 1，转发到 1
    • A 收到帧，成功接收

# 冲突域和广播域

冲突域：在同一个冲突域中的每一个节点都能收到所有被发送的帧。简单的说就是同一时间内只能有一台设备发送信息的范围。

广播域：网络中能接收任一设备发出的广播帧的所有设备的集合。简单的说如果站点发出一个广播信号，所有能接收收到这个信号的设备范围称为一个广播域。

能否隔离冲突域 能否隔离广播域
物理层设备【傻瓜】
（中继器、集线器）		 × ×
链路层设备【路人】
（网桥、交换机）		 √ ×
网络层设备【大佬】
（路由器）		 √ √

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  • 4 个冲突域
  • 1 个广播域
上次更新: 2024/03/11, 22:37:05
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